Эволюционные достижения покрытосеменных растений

Обновлено: 08.07.2024

Можно проследить следующие главные направления эволюции этой структуры:

1. От большого и нефиксированного числа частей к малому и четко определенному.

2. От четырех типов частей до трех, двух, а иногда и до одного у более продвинутых эволюционно групп. Побег укорачивается и их исходное спиральное расположение частей перестает замечаться. Части цветка срастаются - приспособление к опылению насекомыми.

3. От верхней завязи к нижней. Лучшая защита семяпочки.

4. От актиноморфности к зигоморфности.

5. Переход от одиночных цветков к соцветиям, размеры, яркость привлекают насекомых.

6. Приспособление к опылению ветром обусловило редукцию околоцветника и образование голых цветков.

7. Появление однодомности и двудомности у ветроопыляемых растений обеспечило перекрестное опыление.

Сочетание всех этих признаков у разных групп неодинаково. Цветки одних могут быть более сложными по одним признакам, а по другим примитивные. Семейство Крестоцветные - 4-х членный цветок имеет один пестик - признак высокой организации, завязь всегда верхняя - признак простой организации.

Судить об эволюционной продвинутости нужно по нескольким признакам.

Эволюционный успех цветковых растений в значительной степени был обусловлен их параллельным развитием с различными животными. Они оказывали друг на друга давление и во многом определили эволюцию своих партнеров. Яркая окраска цветков, душистый аромат, съедобная пыльца и нектар - все это средства для привлечения животных. Адаптация цветка была направлена на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Это опыление было надежно.

Важным признаком успеха эволюции покрытосеменных является биохимическая эволюция. В некоторых группах выработалась способность образовывать вторичные метаболиты (алколоиды, хитоны, эфирные масла, флавоноиды и др.) - ядовитые для животных вещества, защищающие растения от большинства фитофагов (вредители).

К группам с наиболее специализировавшимися в ходе эволюции цветками принадлежат сложноцветные (Compozitae) среди двудольных (Dicotyledones) и орхидные (Orchidaceae) из однодольных (Monocotyledones).

Рис. 184 Стадии эволюции тычинок (микроспорофиллов) (1—6) от примитивного микроспорофилла дегенерии фиджийской (Dеgеneria vitiensis) (1)до высоко-специализированного типа (6)

Рис. 185 Стадии эволюции плодолистика (1-6)от примитивного кондупликатного плодолистика типа дегенерии фиджийской (Dеgеneria vitiensis) (1) до специализированного типа с резко дифференцированным столбиком и головчатым рыльцем (6)

Рис. 186 Схема эволюции основных типов гинецея. Паракарпный и лизикарпный типы изображены в двух стадиях эволюции, что дает представление о двух разных путях их происхождения от исходного от апокарпного типа. По многих случаях паракарпный гинецей происходит непосредственно от апокарпного.

3. Отличительные признаки классов двудольных и однодольных

Таблица 18. Отличительные признаки классов цветковых растений

Признак	Однодольные	Двудольные
Строение семени	Одна семядоля.	Две, редко 3,4 семядоли.
Строение цветка.	Число частей 3 или кратное 3.	Число частей по 4-5 или кратное 4.
Форма листа.	Простые, цельнокрайние, обычно сидячие.	Простые или сложные, края рассеченные.
Жилкование листа.	Параллельное или дуговое.	Сетчатое, перистое, пальчатое.
Стебель.	Травянистый.	Травянистые или деревянистые.
Проводящие пучки.	Проводящие пучки разбросаны по стеблю и не имеют камбия. Закрытые.	Проводящие пучки в центре стебля расположены по кругу, имеют камбий. Открытые.
Корневая Система.	Мочковатая.	Стержневая. У некоторых мочковатая.

По данным палеонтологии предки покрытосеменных появились в начале мелового периода и очень быстро заселили большие пространства суши. В этот период на земном шаре произошло резкое изменение климата: уменьшилась влажность, увеличилось освещенность и сухость воздуха. Большая часть голосеменных, господствовавших в то время, не смогла приспособиться к новым условиям (к сухости) и вымерла за исключением хвойных, которые сохранились благодаря небольшой площади листовой поверхности. Покрытосеменные оказались лучше приспособленными к новым условиям, более пластичными. Они начали бурно развиваться, дали огромное разнообразие форм и заняли господствующее положение.

Самые древние покрытосеменные были, вероятно, древесными растениями с небольшими моноподиально ветвящимися стволами и немногочисленными толстыми ветвями. От них произошли более крупные формы с сильно разветвленной кроной и симподиальным ветвлением, позже появились кустарники, кустарнички, многолетние травы, и наконец, однолетние травы.

4. Причина процветания покрытосеменных растений

При сравнении жизненных циклов высших растений наиболее эволюционно продвинут у покрытосеменных. Сложно устроен спорофит (бесполое поколение). Гаметофит представляет несколько клеток. Женское половое поколение полностью развивается на бесполом поколении под защитой пестика. Опыление ветром и насекомыми еще более надежно обеспечивает перенос пыльцы, а следовательно, и оплодотворение яйцеклетки. Разнообразие в строении вегетативных органов, образовании семян и плодов способствовали расселению покрытосеменных в самые различные условия обитания.

5. Филогенетическая система покрытосеменных

Все семейства и порядки покрытосеменных растений находятся между собой в более или менее близком родстве. Филогенетические системы растительного мира обычно изображают схематично в виде родословного дерева, на котором отдельные направления эволюции растений показаны как его боковые ветви. Система покрытосеменных А.А.Гроссгейма изображена на схеме (прилагается) в виде родословного дерева, но в плане, как проекция сверху. На этой схеме самые древние порядки, являющиеся родоначальниками остальных покрытосеменных, находятся в центре. Таковы порядок Лютикоцветные, представленный главным образом травянистыми растениями, и порядок Магнолиецветные, представленный только древесными растениями.

На схеме порядки изображены кружками, величина которых приближенно отражает число видов в порядке. Порядки, в которые входят древесные породы, отмечены черным кружком. Академик А.А.Гроссгейм различает три ступени в развитии цветка покрытосеменных и границы этих ступеней отмечает на схеме двумя окружностями. К первой ступени развития отнесены порядки с наиболее просто устроенными цветками: с неопределенным числом частей цветка, со спиральным их расположением, с многочисленными пестиками, с верхней завязью. Эти порядки помещены внутри меньшей окружности, что подчеркивает их близость к древним формам.

Ко второй ступени развития отнесены порядки с более сложным строением цветка. Число частей в цветке уменьшается до 3-5, расположены они чаще кругами. Эти порядки в схеме расположены между внутренней и внешней окружностью.

К третьей ступени развития отнесены порядки с ярко выраженной приспособленностью цветков к опылению определенного типа, что усложнило их строение. Растения группы насекомоопыляемых имеют сросшийся неправильный венчик, нижнюю завязь. Ветроопыляемые растения отличаются вторичным упрощением цветка - редукцией венчика, верхней завязью. Эти порядки в схеме расположены за пределами второй окружности.

От порядка Лютикоцветные берет начало несколько направлений эволюции. Влево ведет линия развития к порядку розоцветные. В порядке наблюдается усложнение строения цветка в виде перехода к одному пестику и нижней завязи. Порядок Розоцветные очень разнообразен, и разные его представители дают начало нескольким направлениям эволюции. Одно из них ведет к крупному порядку Бобовоцветные, другое - к порядку Зонтикоцветные. У них усложнение цветка выразилось в переходе к нижней завязи, уменьшении числа частей цветка и в сильной рассеченности пластинки простого листа.

Развитие древесных форм от порядка розоцветные привело к образованию порядка Букоцветные с переходом у них к простому листу, ветроопыляемости, полной редукции околоцветника.

От розоцветных родственные связи ведут к большому порядку Трубкоцветные, у которых наблюдается переход к супротивному листорасположению, неправильному околоцветнику, срастанию венчика, уменьшению числа тычинок до двух, но завязь всегда остается верхней.

От Лютикоцветных берет начало отдельная линия эволюции, которая привела к порядку Макоцветные. У них произошло уменьшение числа тычинок от неопределенного и большого к определенному и небольшому, уменьшение числа частей околоцветника и образование одного пестика.

По этому же пути пошло развитие более высокоорганизованного порядка Верескоцветные, которые характеризуются простыми листьями, переходом к сросшемуся венчику, к нижней завязи и 4-5-членному цветку.

Заканчивает эту линию развития большой порядок сложноцветные. Этот порядок отличается типом соцветия - корзинкой. В цветке наблюдается редукция чашечки, срастание венчика и пыльников пяти тычинок, образование одного пестика, появление нижней завязи.

Линия развития от Лютикоцветных привела к порядкам Центросеменные и Гречихоцветные, которые характеризуются переходом к супротивным листьям и срастанию частей околоцветника, числом тычинок, равным числу частей околоцветника или удвоенным, 3-5-членным цветком. Наряду с насекомоопыляемыми появляются и ветроопыляемые виды.

В порядки Лилиецветные, Осокоцветные, Злакоцветные относятся травы, отличающиеся строением вегетативных органов. Листья линейные или ланцетные, с паралельным или дуговидным жилкованием, цветки трехчленные, с двойным простым или редуцированным околоцветником, тычинок 3-6, пестик 1. В этом ряду наблюдается переход от насекомоопыления к ветроопылению.

Система А.А.Гроссгейма дает наглядное представление о родственных связях и путях эволюции различных порядков цветковых растений.

Автор: Пивкина Светлана Николаевна

Населенный пункт: Московская область, г. Ивантеевка

Целью обучения в школе является формирование всесторонне развитой личности, которое предполагает интеллектуальное и нравственное совершенствование ребенка, формирование у него научной картины мира.

Урок биологии (6 класс) разработан на основе Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования. Следует учитывать, что ученики 5 класса любознательны, им интересно знакомиться с новыми объектами, новыми видами работ, проводить самостоятельные исследования. Учителю важно поддержать и развить интерес к биологии. Сделать это можно лишь в том случае, если учитель включит учеников в активную познавательную деятельность. Содержание и методический аппарат учебников открывают для этого большие возможности.

Одна из задач школы в современных условиях развития общества – формирование навыков самостоятельного приобретения знаний. Для меня, как и для многих учителей, сегодня актуален вопрос: как эффективнее учить школьников? Какие методы использовать в обучении, чтобы оно способствовало дальнейшей самореализации и самоопределению личности? Известно, кто учится самостоятельно, преуспевает гораздо больше, чем тот, кому всё объяснили. Поэтому задача учителя – не давать обучающимся знания в готовом виде, а научить их самостоятельно их добывать.

- сформировать знания обучающихся об эволюционных достижения покрытосемянных растений;

- обобщить знания обучающихся о цветковых растениях как группе, наиболее приспособленной к современным условиям жизни на Земле.

Образовательные: раскрыть основные достижения покрытосемянных (цветковых) растений в эволюции растительного мира; выявить функции репродуктивных и вегетативных органов растений.

Развивающие: развить логическое мышление через умение анализировать, обобщать материалы, делать выводы, сравнивать; развивать умение работать с учебником, с опорными схемами и рисунками.

Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения, осуществлять экологическое, природоохранное воспитания на примере материала урока.

1. Расширить знания обучающихся о многообразии растительных организмов.

2. Познакомить с характерными особенностями цветковых растений как более высокоорганизованной группы растений.

3. Углубить знания школьников о строении, размножении, приспособленности к разнообразным условиям среды обитания на примере наиболее распространенных и важных в хозяйственном отношении семейств отдела.

4. Научить обучающихся различать среди живых объектов и на таблицах представителей отдела.

5. Продолжить работу по формированию научного мировоззрения обучающихся, созданию условий для развития их познавательного интереса и активизации мыслительной деятельности.

6. Продолжить формирование умений работы с натуральными объектами, учебником.

1.Продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи, через создание проблемной ситуации и ее решение; проводить сравнение биологических объектов и выделять их существенные признаки.

2. Развивать умение выделять главное, обобщать, проводить сравнение, структурировать учебный материал, давать определение понятиям. Преобразовывать информацию из одной формы в другую. Совершенствовать навыки самостоятельной работы с различными источниками информации и натуральными объектами.

1. Способствовать выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе.

2. Воспитывать любовь к родной природе, показав роль покрытосеменных растений в природе и жизни человека.

1. Продолжить развивать умения работать в коллективе: слушать учителя и отвечать на вопросы, аргументировать свою точку зрения.

2. Способствовать воспитанию чувства удовлетворения и успеха от интеллектуального труда и живого обмена мнениями между обучающимися.

1.Преодоление препятствий, способность к мобилизации сил.

Основные положения урока:

*Основная особенность группы - наличие цветка, плода, покрытосемянность.

*Строение органов у цветковых достигает наибольшей сложности, а также характеризуются высокой степенью специализации.

*Для цветковых характерны интенсивный обмен веществ, быстрый рост, приспособленность к самым различным экологическим условиям.

*Покрытосеменные _наиболее поздняя эволюционная и самая богатая видам группа растительного мира.

*Цветковы произрастают во всех климатических зонах, и это единственная группа растений, способная к образованию сложных многоярусных сообществ, включающих травы, кустарники, деревья.

Тип урока: комбинированный, урок изучения нового материала.

Организационный момент
Актуализация прежних знаний
Актуализация новых знаний
Закрепление изученного материала
Подведение итогов урока
Домашнее задание

Оборудование: компьютер, презентация.

Основные понятия: покрытосеменные, однодольные, двудольные, автотрофы, гетеротрофы, жизненные формы, ксилема, камбий, эфемеры.

1.Организационный момент (2 минуты).

2.Актуализация и контроль знаний о преимуществах семенного размножения; об особенностях строения голосеменных; о многообразии голосеменных; о размножении голосеменных; об экологической роли голосеменных и их значении в жизни человека.

На предыдущих уроках мы с вами говорили о клеточной строении растительного организма, изучили ткани растений.

(Учитель называет функцию, или строение ткани, а дети должны догадаться, о какой ткани идет речь.)

Как называется ткань, которая выполняет функцию образования органических веществ из неорганических?
Как называется ткань, в которой мало межклеточного вещества и клетки плотно прилегают друг к другу? Какую функцию она выполняет?
Какая ткань выполняет опорную функцию, образуя каркас растения?
Какая ткань отвечает за рост растения? А какая ткань отвечает за рост в ширину (толщину)?
Какая ткань транспортирует питательные вещества по растению?
Какая ткань приспособилась откладывать питательные вещества в запас? Где они запасаются?

2.Этап подготовки к изучению нового материала.

Прежде чем приступить к изучению новой темы, давайте вспомним все отделы растений и перечислим их по эволюционной ступени, начиная с самых древних и заканчивая самой молодой, самой обширной и господствующей группой растений?

1.Какой отдел растений мы с вами изучаем в настоящий момент?

2.Какие растения называются покрытосемянными?

3.Какое еще название они имеют?

4.Почему они имеют два равнозначных названия?

Итак, что же мы будем изучать на сегодняшнем уроке? Какова тема урока? ( Эволюционные достижения покрытосемянных растений). Так вот ребята, образование этих органов (цветок, плод и семя) позволило покрытосемянным растениям стать самой распространенной или господствующей группой на современной планете, т.к. они освоили все среды жизни и для них характерны все жизненные формы.

Поэтому образование цветка, плодов и семян является основным эволюционным достижением покрытосемянных растений.

Запишите тему урока.

Каковы цели нашего урока?

3.Этап изучения нового материала

Объяснение нового материала. Работа по теме урока.

Цветок, плод и семена – репродуктивные органы.

А что означает слово репродуктивные? Поработайте с параграфом.

Запишите: 1 Цветок (слайд 3)…

Цветок, плод и семена участвуют в половом размножении, которое в свою очередь у покрытосемянных называется семенным размножением.

И так, ребята, значит, у растений есть репродуктивные органы, куда относятся цветы, плоды и семена… А еще у растений есть органы - вегетативные.

Какие органы к ним относятся? Как вы думайте?

Для чего они нужны эти органы растениям?

Запишем в тетрадь: 2. Стебель (слайд 4)…Функции (слайд 5) Для растений свойственны многочисленные корни, которые отходят от главного корня, их называют придаточными, и вот эту группу корней называют корневой системой….

Записать: Корень (слайд 5) Функции…

Физкультминутка (слайд 6)

Листья (слайд 7)…. Функции

Ребята, а для чего нам нужны эти знания о растениях?

Перечертить схему в рабочую тетрадь! (слайд 8)…

4. Закрепление знаний о покрытосеменных растениях, их жизненных формах; о многообразии, строении, роли покрытосеменных в природе и жизни человека. Выполнение задания №1 в рабочей тетради по данной теме.

Учитель: Что нового и интересного вы получили для себя? Где вы можете использовать полученные знания?

1. Отличительный признак покрытосеменных – это наличие цветка и плода (да или нет)
2. Покрытосеменные растения являются автотрофами по способу питания (да или нет)
3. Покрытосеменные растения размножаются семенами (да или нет)
4. Двулетние растения – это растения которые дают плоды и семена только на второй год (да или нет)
5.Какое у вас настроение в конце урока ? (хорошее, плохое, чувство тревоги)

5.Подведение итогов урока. Рефлексия.

Учитель просит обучающихся сформулировать цели, которые были достигнуты на уроке. Обучающиеся определяют свое место на уроке.

6.Домашнее задание (п.18. зад. на стр. 110 письменно)

Закончить урок я хочу следующими поэтическими строками:

Список использованной литературы:

1. Биология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко; под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – М.: Вентана-Граф, 2013. – 192 с. : ил.

2. Биология. 6 класс. Опорные схемы: учебное пособие/ О.Н.Хюннинен. – Москва: Дрофа. 2010 г.

3.Биология: 6 класс: методическое пособие / И.Н. Пономарева, Л.В. Симонова, В.С. Кучменко. – М.: Вентана-Граф, 2014. – 128 с.

4. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С., Швецов Г. Г., Гапонюк З. Г. Биология. Рабочие программы. 5—9 классы.

5. Биология. 6 класс. Опорные схемы: учебное пособие/ О.Н.Хюннинен. – Москва: Дрофа. 2010 г.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Эволюция покрытосеменных (цветковых) растений

Покрытосеменные - самый крупный тип растений, к которому относится более половины всех известных видов, характеризуются рядом резко отграничивающих их признаков. Наиболее характерно для них наличие пестика, образованного одним или несколькими плодолистиками (макро- и мегаспорофиллами), сросшимися своими краями, так что в нижней части пестика образуется замкнутое полое вместилище - завязь, в которой развиваются семяпочки (макро- и мегаспорангии). После оплодотворения завязь разрастается в плод, внутри которого находятся резвившиеся из семяпочек семена. Кроме того, для покрытосеменных характерны: восьмиядерный зародышевый мешок, двойное оплодотворение, триплоидный эндосперм, рыльце у пестика, улавливающее пыльцу, и для подавляющего большинства - более или менее типичный цветок с околоцветником. Из анатомических признаков для покрытосеменных характерно наличие настоящих сосудов (трахей), тогда как у голосеменных развиты только трахеиды, а сосуды встречаются крайне редко.

Теория происхождения покрытосеменных из гнетовых предполагает, что наиболее примитивные покрытосеменные имели мелкие однополые цветки без околоцветника или с невзрачным околоцветником. Но по ряду соображений в настоящее время более примитивными цветками считают крупные, обоеполые цветки. Поэтому можно предположить, что предками современных покрытосеменных были примитивные голосеменные. Они имели обоеполые цветки типа шишки (стробилами), в которых на длинном цветоложе были спирально расположены свободные листочки однородного околоцветника, тычинки и плодолистики. В системе голосеменных эта группа должна была стоять между семенными папоротниками и уже более специализированными беннеттитами и саговниками.

Покрытосемянность несомненно представляла большое преимущество в защиты семяпочек и развивающихся семян от всяких неблагоприятных внешних воздействий и в первую очередь от сухости воздуха. Но одним приспособлением в виде закрытого цветка все же трудно объяснить быстрое развитие покрытосеменных и вытеснение ими господствовавших ранее на земле архегониальных растений.

Русский ботаник М.И. Голенкин предполагает, что в середине мелового периода по каким-то общим космогоническим причинам по всей Земле произошло резкое изменение освещения и влажности воздуха. Густые облака, окутывавшие ранее постоянно Землю, рассеялись и дали доступ ярким солнечным лучам, в связи, с чем резко увеличилась сухость воздуха. Большинство высших архегониальных растений того времени, не приспособленных и не сумевших приспособиться к яркому освещению и сухости воздуха, начало вымирать или резко сократило области своего распространения (кроме хвойных, наиболее ксерофитных).
Покрытосеменные, имевшие до того очень ограниченное распространение и представление небольшим числом форм, выработали способность хорошо переносить яркий солнечный свет и сухость воздуха. Это обстоятельство, а также чрезвычайная эволюционная пластичность их, способность к возникновению разнообразнейших приспособлений к различным внешним условиям и обусловили быстрое победное распространение покрытосеменных по всей Земле и вытеснение ранее господствовавших групп высших архегониальных растений.
Михаи́л Ильи́ч Голе́нкин (1864—1941) — русский советский ботаник, заслуженный деятель науки РСФСР (1929), заслуженный профессор Московского университета по кафедре систематики и морфологии растений, директор Ботанического сада Московского университета.

По вопросу о месте первоначального возникновения покрытосеменных высказывались разные предположения. Одни считают, что они впервые появились на гипотетическом тропическом материке, расположенном между Америкой, Азией и Австралией и впоследствии погрузившемся в воды Тихого океана. Другие считают, что это области современной арктической суши, третьи - горы субтропической и умеренно теплой зоны северного полушария.
Большинство ботаников в настоящее время считают, что первичные покрытосеменные были древесными растениями, имевшими невысокие стволы, моноподиально разветвлявшиеся на немногочисленные толстые ветви. Из них уже развились более крупные симподиально ветвящиеся деревья с многочисленными толстыми и тонкими ветвями. Из древесных форм в разное время и разных филогенетических линиях развивались кустарники, полукустарники и травянистые формы. Вначале они были представлены многолетними, затем в различных родах в связи со специфическими условиями климата и местообитаний - двухлетними и однолетними растениями.

Цель: обобщить знания учащихся о покрытосеменных растениях как группе, наиболее приспособленной к современным условиям жизни на Земле.

Задачи: 1) выявить прогрессивные черты организации покрытосеменных растений; 2) выявить достигнутый учащимися уровень усвоения учебного материала по данной теме; 3) продолжить формирование умений учащихся выполнять примерные задания части В и С ГИА по биологии.

Урок по теме «Эволюционные приобретения

Отдел Покрытосеменные растения в настоящее время наиболее приспособлены к современным условиям жизни на Земле.

- В чем их прогрессивные черты организации, которые привели к биологическому прогрессу? Давайте попробуем разобраться.

Вставьте в текст пропущенные термины из предложенного перечня, используя цифровые обозначения.

Процесс двойного оплодотворения был открыт С. Г. Навашиным в 1898 г. _____________(а) содержит вегетативную клетку и два спермия. После попадания на рыльце пестика оно прорастает. Из вегетативной клетки образуется ---------------(б) и прорастает до зародышевого мешка. По ней в зародышевый мешок проникают два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя -------------(в) с двойным набором хромосом, другой соединяется с диплоидной клеткой, образуя триплоидную клетку, из которой развивается ______________(г)

Перечень терминов:1) эндосперм; 2) пыльцевое зерно; 3) цветок; 4) зародыш; 5) семя; 6) тычинка; 7) пыльцевая трубка; 8) плод

Читайте также: